mejora de la fertilidad de un suelo de …edafologia.ugr.es/revista/tomo13b/articulo93.pdf ·...

SANDE et al

P asociado a los sedimentos y 102,05 µg/L parael P total. Todas las muestras analizadas supe-ran el umbral de 20 µg/L de P total y 97 de las369 muestras superan el umbral de 100 µg/L deP total.

La proporción entre P soluble y totaltiende a disminuir a lo largo del año, en perio-dos de caudal elevado y a aumentar durante elestío. En general, esta proporción es más ele-vada durante los periodos de flujo basa que enlos eventos en los que crece el caudal.

REFERENCIAS

Cantarero, A., López, M.B., Mahía, J., Maes-tro, M.A. y Paz, A. (2002): Determi-nation of total and dissolvedphosphorus in agricultural runoff sam-ples by ICP-MS. Communications inSoil Science and Plant Analysis, vol33 (15-18) 3431-3436 pp. New York,USA.

Champ, W.S.T. (1998): Phosphorus/chlo-rophyll relationships in select Irishlakes: ecological consequences andsuggested criteria for ecosystem ma-nagement. In: Eutrophication in Irishwaters. Royal Irish Academy Dublin.Wilson, J.G. (ed). 1-15.

Gibson, C.E. (1997): The dynamics of phos-phorus in freshwater and marine envi-ronments. In: Phosphorus loss fromsoil to water. Cab International. Tun-ney, H., Carton, P. & Johnston, A.E.(eds.), 119-135.

Marien, F. (1997): European perspective onphosphorus and agriculture. In: Phos-phorus loss from soil to water. Cab In-ternational. Tunney, H., Carton, P. &Johnston, A.E. (eds.), 329-337.

Mirás Avalos, J.M. (2000): Contenido en fos-fatos de las aguas drenadas de cuen-cas de 500 a 1000 km2. En:Resúmenes del II Congreso sobre Ero-sión Hídrica. A Coruña. Paz Gonzá-

lez, A y Taboada Castro, Mª.T. (eds).66-67.

Sande Fouz, P. y Roca Freire, A. (2000): Con-tenido en fosfatos de las aguas drena-das de cuencas de pequeñasdimensiones. En: Resúmenes del IICongreso sobre Erosión Hídrica. ACoruña. Paz González, A y TaboadaCastro, Mª.T. (eds). 61-63.

Sande, P. (2002): Estudio del contenido en fós-foro y sólidos en suspensión de aguassuperficiales en pequeñas cuencas.Tesis de Licenciatura. Universidadeda Coruña, 148 pp.

Sharpley, A.N. y Rekolainen, S. (1997): Phos-phorus in agricultura and its enviro-mental implications. In: Phosphorusloss from soil to water. Cab Interna-tional. Tunney, H., Carton, P. & Johns-ton, A.E. (eds.), 1-53.

Steegen, A., Beuselink, L., Govers, G., Takken,I., Nachtergaele, J. y Poesen, J.(2000): Sediment within and sedimentexport from an agricultural catchmentin the Belgian loess belt. In: Gullyerosion processes in the Belgian loessbelt: causes and consequences. K.U.Leuven. Verstraeten, G. (ed). 41-68.

92EDAFOLOGÍA, VOL 13. (2), PP 93-101 2006

MEJORA DE LA FERTILIDAD DE UN SUELO DE CULTIVO TRATADOCON MATERIALES ORGÁNICOS

P. BURGOS, F. CABRERA, R. LÓPEZ, E. MADEJÓN

Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNASE) (CSIC).Apartado1052. 41080, Sevilla [email protected]

Resumen. En un experimento de campo de tres años se estudió el efecto de la fertilización de fondocon tres materiales orgánicos (un compost de alpechín, CA, un compost de residuos sólidos urbanos, CRSU,y un residuo de papelera, RP) sobre la fertilidad química de un suelo arenoso, muy pobre en materia orgá-nica, cultivado con fresón. A lo largo del experimento se observó un aumento progresivo de los contenidosde carbono orgánico total del suelo (COT), y de N-Kjeldahl, así como de las concentraciones de P, K, Ca yMg disponibles. Al final del experimento los aumentos de COT y de P-disponible fueron muy notables, es-pecialmente en los suelos fertilizados con CRSU y RP. Asimismo, el aumento del N-Kjeldahl fue especial-mente importante en el suelo fertilizado con CRSU y el de K-disponible en el tratado con CA.

Palabras clave: materia orgánica, nutrientes disponibles, residuos orgánicos.

Abstract. A 3-year field experiment was carried out to study the effect of deep fertilization with threeorganic materials (an olive mill waste water sludge compost, CA, a municipal solid waste compost, CRSU,and a paper mill waste, RP) on the chemical fertility of a sandy, poor in organic matter soil, supportingstrawberry crop. Throughout the experiment it was observed a progressive increase of the contents of totalorganic carbon of the soil (COT), and Kjeldahl-N, and of the concentrations of available-P, -K, -Ca and -Mg. At the end of the experiment increases of COT and available-P were very noticeable, especially in soilsfertilized with CRSU and RP. Also, it was especially remarkable at the end of the experiment, the increaseof Kjeldahl-N in the soil fertilized with CRSU, and the increase of available-K in that treated with CA.

Key words. available-nutrients, organic matter, organic residues

INTRODUCCIÓN

El cultivo de fresón ha experimentado unextraordinario desarrollo en la Comarca Costade Huelva en la que gran parte de los suelos sonarenosos y suelen presentar valores de materiaorgánica muy bajos, consecuencia lógica de lascondiciones de oxidabilidad y actividad micro-biana que caracterizan a nuestro entorno. Porotra parte, con objeto de conseguir las máximasproducciones, estos cultivos son sometidos aprácticas agrícolas intensivas y al uso excesivo

de fertilizantes minerales, lo cual supone la de-gradación de los suelos y la disminución de sufertilidad como consecuencia del empobreci-miento en materia orgánica (Bullock, 1997).

Es evidente el interés que tiene para laagricultura de la zona la incorporación de ma-teria orgánica a los suelos de cultivo con el finde mantener y mejorar la fertilidad de los mis-mos. En este sentido, los residuos orgánicos ylos composts constituyen una alternativa comofuentes de materia orgánica para los suelos. Asípues, la obtención de abonos orgánicos a partir

BURGOS et al

de residuos orgánicos a partir de residuos ur-banos, agrícolas e industriales contribuiría a re-solver el problema medioambiental de sueliminación, enriqueciéndose paralelamente lossuelos en materia orgánica.

Existen numerosos trabajos en los que sehan estudiado las posibilidades agrícolas dedistintos tipos de residuos, poniendo de mani-fiesto sus efectos beneficiosos sobre las pro-piedades físicas, químicas y biológicas de lossuelos (Giusquiani et al. 1995; Entry et al.1997; Madejón et al., 2003) y el aumento delos nutrientes disponibles y de la producción delos cultivos (Bellamy et al., 1995; Chen et al.1996; Madejón et al., 2001).

No obstante, el planteamiento del usoagronómico de los residuos debe realizarse cui-dadosamente para evitar la contaminación del

medio natural y los cultivos. El objetivo fundamental del presente es-

tudio es evaluar el efecto de la adición de tresmateriales orgánicos abundantes en la región,como fertilizantes de fondo, durante un períodode tres años, sobre la fertilidad química de unsuelo de cultivo.

MATERIALES Y MÉTODOS

Suelo y materiales orgánicosEl experimento se llevó a cabo en un

suelo arenoso representativo de la zona freserade la Comarca Costa de Huelva, Typic Endoa-quept (Soil Survey Staff, 1996). La Tabla 1muestra las características más relevantes delsuelo.

TABLA 1. Características químicas y texturales del suelo. (a pH en el extracto de pasta saturada, bCOT Car-bono orgánico total).

TABLA 2. Características de los materiales orgánicos. (a los datos son media de 3 replicados por producto,b DE Desviación estándar).

Se usaron tres materiales orgánicos dedistinta procedencia: 1) un compost maduro de-rivado del lodo del alpechín (CA) procedentede Fertilizantes Orgánicos Montaño S.A., deGilena (Sevilla); 2) un compost de residuos só-

lidos urbanos (CRSU) procedente de la Plantade Reciclaje de Residuos Sólidos Urbanos deVillarrasa (Huelva; y 3)un residuo de papelerasin compostar (RP) procedente de la industriapapelera de San Juan del Puerto (Huelva). La

FERTILIDAD DE UN SUELO TRATADO CON MATERIALES ORGÁNICOS

Tabla 2 muestra las características más rele-vantes de los materiales empleados.

Diseño experimentalEl experimento de campo consistió en 16

parcelas de 45 m2 en las que se plantaron plan-tas de fresón de la variedad Camarosa. En cadaparcela se establecieron 4 tratamientos (CA,CRSU, RP y un control, C, sin fertilización defondo) con 4 repeticiones. Las dosis utilizadasfueron 10 Mg ha-1 de CA, 48 Mg ha-1 de CRSUy RP. Además se aplicó la fertirrigación normalusada por los agricultores de la zona, que su-pone una media anual de 190 kg ha-1 de N, 100kg ha-1 de P2O5 y 285 kg ha-1 K2O. Al final decada campaña, aproximadamente 8 meses des-pués del abonado, se tomaron muestras de sue-los (0-30 cm) para su análisis.

Metodología analítica.El pH del suelo se determinó en extracto

de pasta saturada y la conductividad eléctrica(CE) en extracto suelo/agua 1:5.

El contenido de carbono orgánico total(COT) en el suelo se determinó mediante oxi-dación con dicromato potásico y valoracióncon sulfato ferroso-amónico (Walkley y Black,1934). La determinación del extracto húmicototal(EHT)se realizó extrayendo la muestra desuelo con pirofosfato sódico 0,1 M e hidróxidosódico 0,1 M; el sobrenadante fue acidificadocon HCl conc. 1:1 (v/v). Para separar los ácidosfúlvicos (AF) de los ácidos húmicos (AH), secentrifugó la solución y el precipitado con losAH se disolvió con hidróxido sódico (Yeomansand Bremner, 1988). El carbono del extractohúmico total (CEHT) y de los ácidos húmicos(CAH) se determinó por el método de Walkleyy Black, 1934.

El N-Kjeldahl se determinó por el mé-todo descrito por Hesse (1971) y el P disponi-ble por el método propuesto por Olsen et al.(1954). Las concentraciones de K, Ca y Mgdisponibles se determinaron en los extractos desuelo con acetato amónico (Bower et al., 1952)

y se analizaron por absorción atómica. Los datos se sometieron a un análisis es-

tadístico mediante el programa informáticoSPSS. La comparación de los resultados de losdistintos tratamientos se efectuó mediante aná-lisis de varianza ANOVA, considerando comovariable independiente los tratamientos y utili-zando el test de Tukey para la comparación delas medias y un nivel de significación dep<0,05.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La aplicación de los residuos orgánicosaumentó los valores de pH del suelo con res-pecto al tratamiento control (Figura 1). Este in-cremento fue especialmente notable en lossuelos tratados con RP, material con un altocontenido de Ca (Tabla 2) dando lugar a unefecto tampón sobre el pH. La capacidad tam-pón de los lodos de papelera ha sido estudiadapor varios autores (Muse and Mitchell, 1995;Rodella et al., 1995), los cuales observaron quela aplicación de estos residuos daba lugar a au-mentos importantes de pH en suelos ligera-mente ácidos.

Los valores medios de CE de los suelostratados con los residuos fueron más altos quelos del control, aunque las diferencias sólo fue-ron significativas en el suelo tratado RP en lasdos primeras campañas (Fig. 2). En la últimacampaña, los valores medios de CE tendieron aigualarse en todos los tratamientos. Por consi-guiente, después de tres años de adición de losresiduos, la salinidad del suelo no se ha vistoafectada. A pesar de la elevada concentraciónde sales de los productos empleados, en ningúnmomento se produjo salinización del suelo conlas dosis empleadas, debido al efecto de dilu-ción que ejerce el suelo. Por otra parte la natu-raleza ligera del suelo y los riegos favorecieronel lavado de las sales.

BURGOS et al

de residuos orgánicos a partir de residuos ur-banos, agrícolas e industriales contribuiría a re-solver el problema medioambiental de sueliminación, enriqueciéndose paralelamente lossuelos en materia orgánica.

Existen numerosos trabajos en los que sehan estudiado las posibilidades agrícolas dedistintos tipos de residuos, poniendo de mani-fiesto sus efectos beneficiosos sobre las pro-piedades físicas, químicas y biológicas de lossuelos (Giusquiani et al. 1995; Entry et al.1997; Madejón et al., 2003) y el aumento delos nutrientes disponibles y de la producción delos cultivos (Bellamy et al., 1995; Chen et al.1996; Madejón et al., 2001).

No obstante, el planteamiento del usoagronómico de los residuos debe realizarse cui-dadosamente para evitar la contaminación del

medio natural y los cultivos. El objetivo fundamental del presente es-

tudio es evaluar el efecto de la adición de tresmateriales orgánicos abundantes en la región,como fertilizantes de fondo, durante un períodode tres años, sobre la fertilidad química de unsuelo de cultivo.

MATERIALES Y MÉTODOS

Suelo y materiales orgánicosEl experimento se llevó a cabo en un

suelo arenoso representativo de la zona freserade la Comarca Costa de Huelva, Typic Endoa-quept (Soil Survey Staff, 1996). La Tabla 1muestra las características más relevantes delsuelo.

TABLA 1. Características químicas y texturales del suelo. (a pH en el extracto de pasta saturada, bCOT Car-bono orgánico total).

TABLA 2. Características de los materiales orgánicos. (a los datos son media de 3 replicados por producto,b DE Desviación estándar).

Se usaron tres materiales orgánicos dedistinta procedencia: 1) un compost maduro de-rivado del lodo del alpechín (CA) procedentede Fertilizantes Orgánicos Montaño S.A., deGilena (Sevilla); 2) un compost de residuos só-

lidos urbanos (CRSU) procedente de la Plantade Reciclaje de Residuos Sólidos Urbanos deVillarrasa (Huelva; y 3)un residuo de papelerasin compostar (RP) procedente de la industriapapelera de San Juan del Puerto (Huelva). La

Tabla 2 muestra las características más rele-vantes de los materiales empleados.

Diseño experimentalEl experimento de campo consistió en 16

parcelas de 45 m2 en las que se plantaron plan-tas de fresón de la variedad Camarosa. En cadaparcela se establecieron 4 tratamientos (CA,CRSU, RP y un control, C, sin fertilización defondo) con 4 repeticiones. Las dosis utilizadasfueron 10 Mg ha-1 de CA, 48 Mg ha-1 de CRSUy RP. Además se aplicó la fertirrigación normalusada por los agricultores de la zona, que su-pone una media anual de 190 kg ha-1 de N, 100kg ha-1 de P2O5 y 285 kg ha-1 K2O. Al final decada campaña, aproximadamente 8 meses des-pués del abonado, se tomaron muestras de sue-los (0-30 cm) para su análisis.

Metodología analítica.El pH del suelo se determinó en extracto

de pasta saturada y la conductividad eléctrica(CE) en extracto suelo/agua 1:5.

El contenido de carbono orgánico total(COT) en el suelo se determinó mediante oxi-dación con dicromato potásico y valoracióncon sulfato ferroso-amónico (Walkley y Black,1934). La determinación del extracto húmicototal(EHT)se realizó extrayendo la muestra desuelo con pirofosfato sódico 0,1 M e hidróxidosódico 0,1 M; el sobrenadante fue acidificadocon HCl conc. 1:1 (v/v). Para separar los ácidosfúlvicos (AF) de los ácidos húmicos (AH), secentrifugó la solución y el precipitado con losAH se disolvió con hidróxido sódico (Yeomansand Bremner, 1988). El carbono del extractohúmico total (CEHT) y de los ácidos húmicos(CAH) se determinó por el método de Walkleyy Black, 1934.

El N-Kjeldahl se determinó por el mé-todo descrito por Hesse (1971) y el P disponi-ble por el método propuesto por Olsen et al.(1954). Las concentraciones de K, Ca y Mgdisponibles se determinaron en los extractos desuelo con acetato amónico (Bower et al., 1952)

y se analizaron por absorción atómica. Los datos se sometieron a un análisis es-

tadístico mediante el programa informáticoSPSS. La comparación de los resultados de losdistintos tratamientos se efectuó mediante aná-lisis de varianza ANOVA, considerando comovariable independiente los tratamientos y utili-zando el test de Tukey para la comparación delas medias y un nivel de significación dep<0,05.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La aplicación de los residuos orgánicosaumentó los valores de pH del suelo con res-pecto al tratamiento control (Figura 1). Este in-cremento fue especialmente notable en lossuelos tratados con RP, material con un altocontenido de Ca (Tabla 2) dando lugar a unefecto tampón sobre el pH. La capacidad tam-pón de los lodos de papelera ha sido estudiadapor varios autores (Muse and Mitchell, 1995;Rodella et al., 1995), los cuales observaron quela aplicación de estos residuos daba lugar a au-mentos importantes de pH en suelos ligera-mente ácidos.

Los valores medios de CE de los suelostratados con los residuos fueron más altos quelos del control, aunque las diferencias sólo fue-ron significativas en el suelo tratado RP en lasdos primeras campañas (Fig. 2). En la últimacampaña, los valores medios de CE tendieron aigualarse en todos los tratamientos. Por consi-guiente, después de tres años de adición de losresiduos, la salinidad del suelo no se ha vistoafectada. A pesar de la elevada concentraciónde sales de los productos empleados, en ningúnmomento se produjo salinización del suelo conlas dosis empleadas, debido al efecto de dilu-ción que ejerce el suelo. Por otra parte la natu-raleza ligera del suelo y los riegos favorecieronel lavado de las sales.

BURGOS et al96

FIGURA 1. Valores medios de pH al final de las tres campañas de experimentación. En cada campaña losvalores con la misma letra no difieren significativamente (p<0,05).

FIGURA 2. Conductividad eléctrica (CE) al final de las tres campañas de experimentación. En cada cam-paña los valores con la misma letra no difieren significativamente (p<0,05).

FIGURA 3. Contenido de carbono orgánico total (COT) al final de las tres campañas de experimentación.En cada campaña los valores con la misma letra no difieren significativamente (p<0,05).

Como era de esperar, desde la primeracampaña, los materiales orgánicos incrementa-ron el contenido de COT de los suelos respectoal control (Fig. 3). Además, los valores mediosde C orgánico después de cada campaña au-mentaron progresivamente durante el experi-mento, en todos los tratamientos, incluido elcontrol. Las diferencias observadas fueron es-tadísticamente significativas en los casos de lostratamientos con CRSU y RP, lo cual está rela-cionado con la mayor cantidad de C orgánicoaportado con estos materiales.

Los valores de CEHT y CAH aumenta-ron considerablemente en los suelos enmenda-dos con los residuos compostados, CA y CRSU(Tabla 3). Estos materiales son ricos en com-puestos húmicos, debido a que durante el com-postaje parte de la materia orgánica sufreprocesos de humificación. La aplicación de RPno aumentó el contenido de sustancias húmi-

cas del suelo, presentando contenidos similaresa los del tratamiento control, ya que se trata deun residuo fresco con un contenido de com-puestos humificados más bajo que los otros re-siduos.

En la (Fig. 4) se observa que, al final decada campaña las concentraciones de N-Kjel-dahl en los suelos de las parcelas tratadas au-mentaron respecto al control, aunque lasdiferencias sólo fueron estadísticamente signi-ficativas en el tratamiento con CRSU. Estos re-sultados están de acuerdo con las cantidades deN orgánico aportadas en cada caso. El aumentode N orgánico en el suelo cuando se aplicanmateriales ricos en esta fracción de nitrógenoha sido un hecho constatado por diversos auto-res en experiencias de fertilización con distin-tos composts y residuos orgánicos (Madejón etal., 2001).

FIGURA 4. Contenido de nitrógeno Kjeldahl al final de las tres campañas de experimentación. En cadacampaña los valores con la misma letra no difieren significativamente (p<0,05).

TABLA 3. Carbono del extracto húmico total (CEHT) y carbono de los ácidos húmicos (CAH) del suelo alfinal de la tercera campaña.